上海交警视频图像智慧应用为例

赛文交通网 智能交通 智慧交管 智能交通市场年会

编者按：5月，赛文交通网主办的第十二届（2023）中国智能交通市场年会在上海举办。在智慧交管科技创新应用发展论坛——科技治理交通安全隐患分论坛中，上海公安局交通警察总队警务技术二级主任王全荣发表了以《视频监控图像在交通管理工作中的智慧应用探索》为题的报告。

该报告分析了上海交警视频监控图像技术的发展历程，列举了上海交警视频图像智慧应用案例及其成效，最后对道路交通视频监控系统智慧应用进行了思考与展望。

一、上海交警视频监控图像技术的发展历程

1、图像监控发展历程

上海交警视频监控图像技术发展主要分为六个阶段，如图1所示。

第一阶段为1990年前，上海图像监控系统随SCATS系统同步建设，实现了监控系统从无到有的转变，但是报警设备存在不能显示图像、价格昂贵等问题；

第二阶段为2000年左右，随着视频监控技术的发展，逐步形成模拟化，实现监控图像可视化，但价格依然昂贵；

第三阶段为2005—2010年，随着数字化、网络化的发展，2010年左右IP高清监控快速进入市场；

第四阶段为2010—2015年，随着CCD低照度摄像机和实时处理技术的发展，可实现图像监控的高清化，能够清晰地看到事故发生的整个过程；

第五阶段为2015年以后，随着人工智能DSP芯片的发展，可逐步实现智能化，通过计算机进行视频分析和事件检测成为一种执法手段；

第六阶段就是未来的发展阶段，随着人工智能、AI等技术的发展，可创建出智慧大脑平台，逐步实现智慧化。

图 1 视频监控系统发展历程

2、图像处理和应用算法发展历程

视频方面主要依托于视频图像处理和应用算法技术。视频图像处理芯片从DSP/ISP图像处理芯片，到GPU/VPU图像处理卡，再到如今发展为大数据算力集群。

应用算法从以前只能简单地还原场景、清晰度，逐步发展到能够对车牌、车型进行识别。随着技术的进一步发展，通过人工智可以获得多维度数据，包括行车轨迹、行为规则和逻辑判断相互之间的关联等。

图 2 多维度数据呈现

二、上海交警视频图像智慧应用案例及其成效

1、应用案例

上海在非现场执法手段在不断进行创新。

2016年3月以前为执法1.0时代，通过传统电子警察可抓拍闯红灯和违法变道行为；

到2019年10月为执法2.0时代，我们推出了违法鸣号电子警察、行人和非机动车电子警察、RFID电子警察、交替通行电子警察；

2019年以后为执法3.0时代，随着大数据和人工智能的发展，我们推出了集成多功能复合电子警察（十三合一），根据环境的污染，推出了微光电子警察和无光电子警察，尤其在无光电子警察中，采用AI技术进行多场景的感知，取得了较好的效果。

在六国峰会、上海世博会期间，我们研发了交通信息发布系统和图像综合应用系统，通过视频监控，识别车牌、查询车辆行驶，进行OD分析和集散分析，掌握车辆行驶时间。该项目在当时提供了较好的保障，但是由于技术的限制，在车辆轨迹追踪上存在巨大的局限。

随着技术的发展，依托进博会和和上海智慧公安的建设，持续创新视频图像综合智慧应用方法，创建了交通基础平台——上海城运系统道路交通管理子系统（易的PASS系统），如图3所示，形成一屏管天下，一网管全域的局面，能够实现道路交通实时拥堵预警、危化品车辆监管预警、道路交通事故压降、视频融合调度、交通管控。交通管理监控应用能力实现了从单一化向多样化转变，从局部性向全域性转变，从静态化向动态化转变以及从被动型向主动型的转变。

图 3 基础平台

2、应用成效

上海车辆保有量从2019年443.8万左右上升到2022年底的534万左右，上升20.3%，驾驶员数量从2019年的789万左右增加到2022年底932万，上升了18.1%，如图4为变化趋势图。但是，交通秩序却得到很大改善，拥堵程度下降、违法行为减少、事故降低，道路通行能力得到较大提升。如图5为2019年—2022年高峰饱和度、交通事故总量、高峰平均车速对比图。

图 4 车辆保有量、驾驶员数量变化趋势图

图 5 2019年—2022年交通改善对比

三、道路交通视频监控系统智慧应用的展望

在未来，道路交通视频监控系统的发展方向为物联网、大数据、云计算和人工智能的技术深入的运用，以监控视频多维度的数据采集、以人工智能为核心的多维度数据分析和决策可让城市管理的智能化应用更上一层台阶。下面我主要从三个方面介绍未来城域交通管理全面智能化的发展：

1、智能感知

近几年，上海市引入大量的技术数据，形成一定规模，但是交通感知程度上还有很大不足，在以下6个方面还要进一步加强：交通流量实时检测、道路人群密集估计、交通安全事件检测、交通违法行为检测、道路健康状况检测、车辆行驶状态感知，这六个方面的感知要结合实际，从施工到管理，以及后期的评估，都要进行感知。

2、智能分析

在对交通信息感知后，要进行智能化的分析，主要在交通流量发展趋势预测、人群密集变化趋势预测、城域交通质量综合的分析和城域交通秩序优化建议方面。

3、智能决策

在对感知的信息进行分析以后，需要进行智能决策，为城市的管理层、城市规划和建设，提供重大决策，主要体现在城市交通秩序的智能管控、交通信号智能调控、高密度人群智能预警、交通安全事故预警、交通违法行为自动处罚和道路健康状态预警，通过感知、分析到决策，整个交通工程得到很大改善。

通过人工智能和大数据的应用，以后会逐步推出智慧高速、自动驾驶、车路协同等技术的应用，使得道路交通管理更智能，随着新能源车辆和无光电子警察以及各种交通管理措施、安全措施和技术手段运用，道路交通运行会更畅通、更安全、更舒适。